天山北坡中段山区植被覆盖管理措施因子的时空格局动态变化

植被覆盖管理措施因子（Vegetation cover and management factor,以下简称C因子）是评估植被因素抵抗土壤侵蚀的能力及准确估算土壤侵蚀模数的重要参数,而区域尺度C因子高质量时间序列的准确估算和空间特征对于土壤侵蚀预测、水土保持规划尤为重要。为研究天山北坡中段山区C因子时空动态,采用线性光谱混合模型（Linear Spectral Mixture Model,LSMM）、像元二分模型、增强型自适应反射率时空融合模型（Enhanced Spatial and Temporal Adaptive Reflectance Fusion Model,ESTARFM）等方法计算C因子,定量分析2000—2018年研究区C因子的时空格局特征,并对不同土地利用类型的C因子进行分析。结果表明,时间上,2000—2018年C因子总体呈现先上升后下降的趋势,不同时段C因子值不同,表现为秋季>春季>夏季、旱季>雨季。空间上,南部高山区（海拔>3 000 m）的C因子值较高,北部中低山丘陵区（2 000 m<海拔<3 000 m）的C因子值较低。C因子值的分布与土地利用类型关系密切,表现为裸土地>其他林地>采矿用地>内陆滩涂>其他草地>农村宅基地>灌木林地>旱地>天然牧草地>风景名胜设施用地>水浇地>人工牧草地>乔木林地。本研究探究C因子遥感定量估算方法,分析不同土地利用格局对C因子的影响,为开展大尺度C因子的准确估算及不同土地利用格局水土保持效益的综合评价提供了参考。     

化肥减施对滴灌冬小麦灌浆期光合生理特性的影响

以“新冬22号”为试验材料,开展了化肥减施对滴灌冬小麦灌浆期光合生理特征变化的影响研究。田间试验在新疆农业科学院奇台麦类试验站开展,分别设置CF(常规施肥)、N4P2、N3P2、N3P1、N2P1、N1P1、N0P1(不施N)、N3P0(不施P2O5)、N0P0(不施肥)9个施肥处理。研究冬小麦在灌浆期的株高、旗叶SPAD值、旗叶净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、胞间CO₂浓度(Ci)、光能利用效率(Eu)、瞬时水分利用效率(WUE)以及成熟期产量的差异。结果表明:(1)冬小麦的株高、旗叶SPAD值随着氮、磷施用量的减少呈现先平缓后显著降低的趋势;其中CF、N4P2、N3P2、N3P1处理间无显著差异。而产量随着氮、磷施用量的减少呈现先增加后平缓的趋势,继续减施则产量降低,当施N、P2O5量分别减少为240和120 kg/hm²时产量最高。(2)冬小麦旗叶的Pn、Gs、Tr、Ci、Eu、WUE随着氮、磷施用量的减少呈现先平缓后显著降低的趋势。(3)当施N、P2O5量减少为240和120 kg/hm²时,灌浆期株高、SPAD值、产量、光合生理指标仍无显著降低,且施N较施P2O5处理对冬小麦的影响更大。综上,合理的氮、磷施用量可提高灌浆期冬小麦旗叶的叶绿素含量,并通过光合作用促进冬小麦生长和产量增加,但过量的氮、磷施用量并未促进冬小麦的生长和产量增加;施N量为240 kg/hm²、施P2O5量为120 kg/hm²能够保证小麦的正常生长,并且维持高产。     

不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响

为研究不同覆膜连作年限对玛纳斯县棉田土壤质量的影响,以新疆玛纳斯县覆膜连作0、5、10、20、30 a的棉田为研究对象,分别采集0~10、10~20、20~30 cm土层土壤,测定其土壤理化性质、土壤酶活性、土壤微生物量碳、氮含量等指标,并对不同覆膜连作年限玛纳斯县棉田的土壤质量进行综合评价。结果表明：（1）随覆膜连作年限的增加,土壤含水率和有机质含量逐渐增加,以覆膜连作30 a时最高,分别为11.52%和21.60 g·kg^-1,土壤速效磷呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时含量最高（49.60 mg·kg^-1）,土壤电导率、总盐、速效钾和碱解氮总体呈降低趋势,在覆膜连作年限30 a时含量最低,分别为0.50 mS·cm^-1、0.69 g·kg^-1、148.28 mg·kg^-1和25.27 mg·kg^-1;同一覆膜连作年限下,随着土层深度的增加,土壤含水率、电导率和总盐逐渐增加,pH值、有机质、速效磷、速效钾和碱解氮含量逐渐降低。（2）在不同覆膜连作年限下,土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶活性随覆膜连作年限的增加呈先升高后降低趋势,在覆膜连作10 a时活性最高,分别为10.57 mg·g^-1·d^-1、0.86 mg·g^-1·d^-1、0.40 mg·g^-1·d^-1,土壤过氧化氢酶活性随不同覆膜连作年限并无显著变化,为1.80~2.20 mL·g^-1;在同一覆膜连作年限下,土壤脲酶、碱性磷酸酶活性均表现为表层>深层,且差异显著。随覆膜连作年限的增加,土壤微生物量碳含量呈现先增加后减少的趋势,最高为205.26 mg·kg^-1,微生物量氮含量逐渐降低,最低在覆膜连作30 a时为11.40 mg·kg^-1,且不同土层土壤微生物量碳、氮表现为表层>深层。（3）土壤速效磷与过氧化氢酶、脲酶、碱性磷酸酶活性和微生物量碳呈极显著正相关关系,与蔗糖酶活性呈显著正相关关系,表明土壤速效磷是影响土壤酶活性和微生物量碳、氮的主要因素。土壤质量综合评价表明,以覆膜连作10 a的土壤质量最佳,0 a和30 a的土壤质量相对较低。     

基于光谱指数的伊犁绢蒿荒漠草地恢复状况的判定

为了从光谱角度探讨退化伊犁绢蒿封育的适宜年限,对未封育、封育2年、7年和10年的草地从群落数量指标、群落光谱特征及特征植物光谱进行研究。通过对植被数据与光谱数据进行回归分析,对比群落和特征植物光谱指数随封育年限的变化趋势,探讨植被高光谱对伊犁绢蒿荒漠草地恢复状况的响应及最佳封育年限判定的可行性。结果表明：随着封育年限的增加,草地的盖度、密度及生物量呈先增加后降低的趋势;对群落的数量指标、群落光谱指数及建群种光谱指数回归均指示在5年左右达到最大值,表明可以通过植物光谱来对草地恢复状况及封育最佳年限加以判定。     

伊犁河谷5种土壤管理措施减流减沙效果分析

伊犁河谷区域水力侵蚀等级中等偏强,分析土壤管理措施的减流减沙效果为土地资源的可持续利用和防治水土流失提供参考.本文采用野外人工模拟降雨试验,研究在10、20和36 mm/h 3种降雨强度条件下裸地、角果藜覆盖、木地肤覆盖、鱼鳞坑、水平沟等5种典型土壤管理措施的产流产沙过程,并分析比较不同土壤管理措施的减流减沙效果.结果表明:不同降雨强度下,裸地初始产流时间最短,水平沟未产流;降雨强度是影响产流产沙的关键因素之一,径流速率和含沙量随降雨强度的增大而增大;减流减沙效果由高到低的顺序为:水平沟＞木地肤覆盖＞鱼鳞坑＞角果藜覆盖＞裸地,木地肤覆盖、鱼鳞坑措施减沙效果明显.水平沟、木地肤覆盖措施减流减沙效果较好,可以在该区域防治水土流失中推广应用.     

水肥剂一体化技术提高棉花产量和控制土壤盐分的效果

【目的】在大田水肥一体化膜下滴灌施肥的基础上,研究增施改良剂对盐碱地棉花增产和土壤控盐的影响。【方法】2017年在沙湾县共设置5个处理:对照(不施肥),常规化肥,常规化肥+改良剂,专用肥,专用肥+改良剂,每个处理重复3次,试验小区随机区组设置;测定指标为棉花产量、干生物量、土壤pH和电导率。【结果】常规化肥+改良剂处理平均有效铃数6.8个/株,平均单铃重5.95 g,获得了最佳产量6 640 kg/hm²,比常规化肥处理提高17.4%,增产效果明显。增施改良剂降低土壤pH;距滴头0 cm处的土壤电导率比距滴头30 cm处的电导率低,滴灌洗盐效果好。【结论】增施改良剂可提高棉花结铃数和促进单铃重增加,能有效提高棉花产量,且有降低土壤pH改善土壤环境的效果。     

生物炭和有机肥配施对土壤养分影响的研究进展

为了解决单施有机肥在用量、肥效以及养分淋失方面并同时提高土壤养分利用效率等问题,以“生物炭”、“堆肥”“生物炭有机肥配施”、“土壤性质”、“农作物养分”等为关键词,在Web of Science、Google Scholar、中国知网等网站搜索相关文献归纳并总结。结果表明：（1）生物炭能够改善堆肥的腐熟程度,增加微生物群落的丰度,降低有机肥中养分流失的风险,从而有效减少传统的堆肥对环境的影响;（2）生物炭和有机肥配施后,可提高土壤含水量,并对不同类型土壤的有效磷、速效钾含量均有不同程度地提高。同时,还能为土壤中的生物和微生物提供更好的生活物质及环境;（3）二者配合施用可以增加农作物的产量,改善其氮、磷、钾含量,但不同农作物对其响应不同。生物炭与有机肥配合施用,对提升土壤肥力和植物养分含量具有良好的效果,其效果随施用比例、土壤类型、农作物种类等因素的不同而异。本研究可对畜禽粪便资源在农业生产中的高效利用提供参考。     

基于无人机可见光影像与生理指标的小麦估产模型研究

为及时、准确地掌握小麦产量动态信息,基于无人机遥感平台,分别分析了小麦4项生理指标［地面实测叶面积指数、叶片含氮量、叶片含水量及叶片叶绿素相对含量（SPAD值）］及10项植被指数与产量的相关性,以筛选出与产量最为敏感的生理指标与植被指数,并比较了3种建模方法（一元回归UR、多元逐步回归SMLR和主成分回归PCAR）在小麦各生育时期估产的适用性,进而得到小麦最优估产模型。结果表明：（1）不同生育时期两类变量与产量的相关性变化特征一致,均表现为抽穗期>灌浆期>成熟期;不同生理指标、植被指数与产量的相关性在各生育时期均存在差异,生理指标表现为叶片含氮量>LAI>SPAD>叶片含水量;而植被指数在各时期表现不同;（2）以生理指标与植被指数为自变量,采用SMLR模型构建的抽穗期估产模型拟合精度最高,R、RMSE和nRMSE分别为0.828、362.53 kg·hm^-2和12.35%;（3）小麦估产模型在各生育时期的预测精度表现为抽穗期>灌浆期>成熟期。     

不同磷水平对棉花养分吸收和磷肥利用效率的影响

为探讨北疆棉区不同施磷量对棉花养分吸收、磷肥利用效率、生物量和棉株氮磷化学计量比的影响,本研究以始于2018年的棉田土壤磷素肥力演替特征长期定位试验为研究对象,对5年等量氮钾不同磷水平施肥后棉田磷素和棉花养分吸收的响应进行分析。结果表明,施磷量的增加促进了棉株 N、P、K 养分吸收,棉株各器官 N、P、K 养分平均含量分别在 1.75~38.27、1.46~11.26、3.11~24.31 g·kg^-1之间。综合肥料投入,施磷量为150 kg·hm^-2最有利于P素养分吸收和干物质积累。棉株各器官N∶P值变化范围在1.20~12.01之间,随着施磷量的增加,棉株茎、叶、蕾/铃/壳的N∶P降低,棉株生物量、籽棉产量随叶、蕾/铃/壳N∶P的降低而增加,本试验棉花生长更倾向于受N、P共同限制。磷肥利用率和磷肥农学效率随施磷量的增加呈先增后减的趋势,磷素盈余量随施磷量的增加而增加。在施磷量为 150 kg·hm^-2时,磷肥利用率和磷肥农学效率均达到最高值,分别为 10.20%和 4.05 kg·kg^-1,其磷素盈余为54.19 kg·hm^-2,研究表明,在北疆灰漠土棉田施磷量为150 kg·hm^-2比较可行,值得推广应用。     

生物炭基肥施用对棉田土壤线虫群落结构的影响

为比较生物炭基肥、生物质炭施用以及常规施肥对棉田土壤线虫群落结构的影响设置棉花田间试验。试验处理为常规施肥(CK)、生物炭基肥+常规追肥(T+C)、生物炭基肥+木醋液追肥(T+M)、生物质炭+常规追肥(SWT)。采用浅盘法分离土壤线虫,用显微镜进行数量统计和种类鉴定,计算多样性生态指数。棉田各施肥处理土壤线虫密度范围为175～334 ind/100 g,表现为T+CT+MCKSWT。CK处理主要线虫优势属为螺旋属Helicotylenchus;T+C处理的线虫优势属为原杆属Protorhabditis、螺旋属Helicotylenchus和针属Paratylenchus,T+M处理的线虫优势属为原杆属Protorhabditis和螺旋属Helicotylenchus,SWT处理的线虫优势属为原杆属Protorhabditis和真头叶属Eucephalobus。所获得的土壤线虫隶属于35个属,添加生物炭基肥提高了土壤线虫总数量、食细菌性线虫数量、食真菌性线虫数量和杂食-捕食性线虫数量,抑制了植食性线虫数量,并且提高了线虫的多样性指数(H)、均匀度指数(J)和瓦斯乐斯卡指数(WI);T+C和T+M处理的植物寄生线虫成熟指数(PPI)高于CK处理;SWT的植物寄生线虫成熟指数(PPI)低于CK处理。添加生物炭基肥增加了线虫数量,提高了食细菌线虫和食真菌线虫丰度。